中国重汽新型商用车动力总成技术路线与集成应用.pdf

中国重汽动力总成技术路线与集成应用 • 商用车对柴油机动力性与经济性的需求变化商用车对柴油机动力性与经济性的需求变化 • 热力学技术路线的选择 • 基础机结构设计与轻量化 • 整机热管理对节能降耗的影响 车辆对柴油机动力需求的变化 • 商用车对柴油机动力性与经济性的需求变化  针对长途运输类商用车针对长途运输类商用车，，如牵引车和货车如牵引车和货车，，更需要降低发动机转速更需要降低发动机转速，，在低速经济区运行在低速经济区运行。  为保证整车的爬坡和操纵驾驶性，低速段扭矩曲线需适应性改变，如图（当前发动机外特 性曲线和未来低速化外特性曲线）。  优化商用车柴油机燃油耗，需全面分析动力系统的结构组成的影响程度。  通过匹配传动系统，如自动变速箱（双离合自动箱）优化动力总成的性能目标。 （Source: AVL Research Report ） 发动机经济性的不同开发类型 • 新型柴油动力的功率密度与热负荷增加，最高爆压达25Mpa或更高。对基础机 的设计、结构刚度、冷却、润滑、摩擦、材料与轻量化、成本及可靠性均带 来极大的挑战。需评估经济成本可行性分析后，提出三类模块化措施：  （1）全新产品的开发；；概念方案与设计阶段的降油耗措施： 该措施对制造工艺影响极大，在产品定义阶段加以考虑。包括：轻量化设计、曲轴偏 置、长连杆、配气机构摩擦优化、主轴承直径最小化、可切换式活塞冷却喷嘴、缸盖- 缸体分流式冷却等。  （2）现有产品的换代；合理化改造制造和装配工艺就可实施的措施： 该类措施适用于现有的发动机型谱系列的升级换代，如：连杆大头直径最小化、轴承 间隙优化间隙优化、机油路循机油路循环压力力和流流量优化优化、缸孔变形缸孔变形量控制控制、缸壁珩磨参数优化等缸壁珩磨参数优化等。  （3）现有产品的优化；轻微调整制造和装配工艺就可实现的附加措施： 该类措施适用于现有发动机系族，包括：低摩擦涂层、可变容量冷却液泵、可变容量 机油泵、电控节温器、可切换式空气压缩机、可切换式风扇、电动液压转向泵等。 新机型开发的整体目标  新机型先进性的全局角度：热力学性能、基础机结构设计、后处理系统与排放水平、 机械与电子电器控制 四个根本要素。  柴油机的生产成本和使用成本需统一考虑，并达到经济性最优，在发动机裸机复杂度 （包括：爆压承受度、最高喷射压力、高精度EGR、增压匹配和气路冷却管理等）和后 处理系统复杂度之间需要做trade-off权衡。  后处理系统不断增加的复杂度后处理系统不断增加的复杂度，将增加发动机裸机端的成本压力将增加发动机裸机端的成本压力。 （Source: FEV Research Report ） SCR与EGR技术路线的选择  燃油品质、尿素溶液加注条件、工况影响因素、发动机硬件配置、成本控制、可靠性等；  在国四和国五阶段，需结合商用车运行工况，对SCR车型运行工况需与后处理系统的效率相 适应适应，才能保证运行条件真满足排放和燃油耗标准才能保证运行条件真满足排放和燃油耗标准，比如在路网车量已严重饱和比如在路网车量已严重饱和，拥堵拥堵、 低速、频繁启停等工况，SCR车型的后处理系统实际运行效率很低，SCR技术在这类工况下 并不能起到有效的控制排放目的，同时还可能带来燃油消耗增加的风险。此时EGR车型体现 出优势出优势，，其排放并不依赖温度的保证其排放并不依赖温度的保证；；  两种EGR方案，若采用高轨压和精确燃烧标定控制手段，结合冷却EGR，可不依赖后处理系 统PM过滤即达到国四标准，同时要求发动机缸内的NOx和PM的trade-off关系平衡较好，特 别是机油消耗量在整个运行周期内均控制较好。 （Source: Delphi Research Report ） SCR与EGR技术路线的成本差异 • EGR和SCR路线的成本差异  为达到商用车排放标准为达到商用车排放标准，，任何排放控制设备均增加系统复杂度任何排放控制设备均增加系统复杂度，，增加整机开发和